(57)【要約】【課題】発破の際に水孔での使用制限を受けるＡＮＦＯ爆薬等の硝安系爆薬を広範囲にわたって使用することができ、爆薬の装填時間の短縮、装填作業効率の向上が可能な爆薬装填方法の提供。【解決手段】爆薬を収容する容器、装填ホース、爆薬供給装置から構成される爆薬装填機を使用する爆薬装填方法において、２つ以上の爆薬を収容する容器を設け、１つの容器に油中水滴型エマルション爆薬を一粒当たりの平均重量が０．０３〜５ｇの粒状体に成型した粒状爆薬を入れ、他方の容器に硝安系爆薬又は硝酸アンモニウムを入れ、同時に装填することを特徴とする爆薬装填方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
爆薬を収容する容器、装填ホース、爆薬供給装置から構成される爆薬装填機を使用する爆薬装填方法において、２つ以上の爆薬を収容する容器を設け、１つの容器に油中水滴型エマルション爆薬を入れ、他方の容器に硝安系爆薬又は硝酸アンモニウムを入れ、同時に装填することを特徴とする爆薬装填方法
【請求項２】
請求項１に記載の爆薬装填方法において、１つの容器に油中水滴型エマルション爆薬を一粒当たりの平均重量が０．０３〜５ｇの粒状体に成型した粒状爆薬を入れることを特徴とする爆薬装填方法
【請求項３】
爆薬装填機が空気装填機である請求項１又は２に記載の爆薬装填方法
【請求項４】
空気装填機が圧力容器を含む装置である請求項１〜３のいずれか一項に記載の爆薬装填方法
【請求項５】
同時に装填される爆薬において、粒状爆薬の供給比率が１０重量％以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の爆薬装填方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、爆薬装填方法に関する。更に詳しくは隧道掘進、採石、採鉱等の産業用爆薬発破作業に利用される産業用爆薬の装填方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
爆破作業に用いられる産業用爆薬として、ダイナマイト、含水爆薬、硝安爆薬、硝安油剤爆薬（以下ＡＮＦＯ爆薬と呼ぶ）等が良く知られている。これらの爆薬のうち、ＡＮＦＯ爆薬は比較的簡単に製造ができる爆薬であり、他の産業用爆薬と比較して安価で、安全性の高い爆薬としてよく知られている。また、ＡＮＦＯ爆薬は流動性のある粒状物質からなり、発破孔内に直接流し込んだり、装填機によって装填することもできる。これらの理由から、ＡＮＦＯ爆薬は極めて広範に使用されている。
【０００３】
ところが、ＡＮＦＯ爆薬は含水爆薬と比較すると、発破後の残留ガス組成が悪いため十分な排気装置を設ける必要がある。また、発破孔内に水が存在したり、地下水が浸入する場合には、硝酸アンモニウムが容易に溶解して所定の爆薬性能が得られなくなるために、使用することが困難になる。このため水が存在する発破孔においては耐水性に優れたダイナマイトや含水爆薬を使用したり、または、あらかじめ発破孔中の水を排出してからポリチューブ等を挿入した後、そのポリチューブ内にＡＮＦＯ爆薬を装填するといった煩雑な方法が行われる場合がある。また、諸外国においてはバルクエマルション爆薬と呼ばれる油中水滴型エマルション爆薬とＡＮＦＯ爆薬もしくは硝酸アンモニウムを混合した、Ｈｅａｖｙ  ＡＮＦＯと呼ばれる爆薬が使用されているが、高粘度の油中水滴型エマルション爆薬を使用するために、装填作業後の清掃や残留爆薬の管理が極めて煩雑にり高コスト化を招く恐れがある。
【０００４】
このため、例えばＡＮＦＯ爆薬の様に発破現場で使用制限を受けるような爆薬を、広範にわたって使用することができるようにするために、例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３などに記載された、従来のＡＮＦＯ爆薬に増粘安定剤を混合し、簡易的な耐水性を持たせた爆薬、特許文献４に記載の硝酸アンモニウム表面を樹脂のみで被覆して耐水性を付与した爆薬、特許文献５、特許文献６に記載の硝酸アンモニウムの表面を乳化化合物でコーティングし耐水性を付与した爆薬などの開発が進められている。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２９５５８８号公報（２−３頁）
【特許文献２】特開平１２−１６８９１号公報（２−３頁）
【特許文献３】特開２００１−３９７９０号公報（２−３頁）
【特許文献４】特開２００１−３１４９０号公報（２−３頁）
【特許文献５】特開２００１−４８６８９号公報（２−３頁）
【特許文献６】特開２００１−１７２０９５号公報（２−３頁）
【０００６】
しかしながら上記の爆薬は、簡易的な耐水性は付与するものの、直接水孔に装填したり、湧水量の多い発破孔では使用できない場合がある。また、硝酸アンモニウム表面をコーティングすると耐水性は向上するものの、ＡＮＦＯ爆薬の特徴である製造性、コスト面における優位性を失う可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、発破の際に水孔での使用制限を受けるＡＮＦＯ爆薬等の硝安系爆薬を広範囲にわたって使用することができ、爆薬の装填時間の短縮、装填作業効率の向上が可能な爆薬装填方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、このような課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、爆薬を収容する容器、装填ホース、爆薬供給装置から構成される爆薬装填機を使用する爆薬装填方法において、２つ以上の爆薬装填機を設け、一つの容器に耐水性を有する油中水滴型エマルション爆薬を粒状に成型した粒状爆薬を入れ、他方に安価で静的威力の大きい硝安系爆薬又は硝酸アンモニウムを入れ、同時に装填することで硝安系爆薬又は硝酸アンモニウムの使用制限を受けずに有効利用することができ、かつ作業性に優れることを見出し本発明を完成させたものである。
【０００９】
即ち、本発明は、
（１）爆薬を収容する容器、装填ホース、爆薬供給装置から構成される爆薬装填機を使用      する爆薬装填方法において、２つ以上の爆薬を収容する容器を設け、１つの容器に      油中水滴型エマルション爆薬を一粒当たりの平均重量が０．０３〜５ｇの粒状体に      成型した粒状爆薬を入れ、他方の容器に硝安系爆薬又は硝酸アンモニウムを入れ、      同時に装填することを特徴とする爆薬装填方法、
（２）爆薬装填機が空気装填機である（１）に記載の爆薬装填方法、
（３）空気装填機が圧力容器を含む装置である（１）又は（２）に記載の爆薬装填方法、（４）同時に装填される爆薬において、粒状爆薬の供給比率が１０重量％以上であること      を特徴とする（１）〜（３）のいずれか一項に記載の爆薬装填方法、
に関する。
【発明の効果】
【００１０】
水孔等のような使用制限を受ける爆薬でも、耐水性を有する他の爆薬と同時に装填することで有効利用することができ、且つ爆薬の性能を向上させることが可能であり、爆薬の装填時間の短縮、装填作業効率の向上が可能な爆薬装填方法が得られた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で使用される爆薬装填機は、２つ以上の爆薬を収容する容器（以下、単に爆薬容器という）、装填ホース、爆薬供給装置から構成されていれば、どのような形態のものでも構わない。例えば、圧力容器、装填ホース、空気圧送源から構成されるＡＮＦＯ装填機に別途爆薬容器を取り付けた形態のものなどが挙げられる。
【００１２】
本発明で使用される爆薬装填機は、複数の爆薬容器に仕込まれた種類の異なる爆薬もしくは酸化剤が、同時に発破孔に装填されればどのような形態のものでも構わない。酸化剤としては、硝酸アンモニウムが好ましい。例えば、各爆薬容器を容器下部の出口で接続し、爆薬混合物もしくは爆薬と酸化剤の混合物を圧縮空気で装填する方法や、それぞれの爆薬容器に独立した装填ホースを設け、発破孔内で同時に装填する方法などが挙げられる。
【００１３】
空気装填機は圧力容器と装填ホースの接続付近に、圧力容器からの圧縮空気とは別に、装填ホースに圧縮空気を送る構造をもつものが望ましい。例えば、圧力容器と装填ホースの接続部に２重管を使用し、２重管の内側には圧力容器からの爆薬、外側には圧縮空気を同時に送るような構造を有するものが挙げられる。圧力容器からの圧縮空気のみでの爆薬の輸送では、装填ホース内を爆薬で閉塞するという問題が生じる場合がある。しかし、圧力容器とは別系統の圧縮空気を装填ホース内に送ることで、装填ホース内の爆薬の占有比率を下げて爆薬を輸送することが可能であり、ホース内を爆薬で閉塞するという問題を解消できる。
【００１４】
本発明で使用される装填ホースは、発破孔の径によって選択される。装填ホースの発破孔に挿入される箇所の外径は、発破孔の孔荒れ等の影響を受けずに挿入するために、好ましくは、発破孔径の９５％以下、より好ましくは８５％以下、特に好ましくは８０％以下のものが使用される。発破孔に挿入される箇所以外には径の大きなホースを使用し、内径が２種類以上のホースを接続することが可能である。
【００１５】
本発明で使用される粒状爆薬は、通常知られている油中水滴型エマルション爆薬を一粒当たりの平均重量が０．０３〜５ｇに成型したものを用いるのが好ましい。粒状爆薬は、例えば次のようにして製造される。酸化剤を約８５〜９５℃の水に溶解させ酸化剤水溶液を得る。次いで約８５〜９５℃に加熱された油類（例えば、軽油、灯油、ミネラルオイル、潤滑油、重油等の石油系油類、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油系ワックス、その他疎水性の植物油、植物性ワックス、動物油、動物性ワックス類等）と乳化剤（例えば、ステアリン酸アルカリ金属塩、ステアリン酸アンモニウム塩、ステアリン酸カルシウム塩、ポリオキシエチレンエ−テル類、ソルビタン脂肪酸エステル、ソルビト−ル脂肪酸エステル類等）の混合物に、十分撹拌しながら前述の酸化剤水溶液を徐々に添加する。出来上がった油中水滴型エマルションに微小中空体（例えば、ガラスマイクロバル−ン、シラスバル−ン等の無機質中空球体、発砲スチレン、樹脂マイクロバル−ン等の有機質中空球体等）、必要に応じて他の添加剤（例えば、アルミニウム粉、マグネシウム粉等の金属粉末、木炭、澱粉等の有機粉末等）を加えて、捏和機で混合し、油中水滴型エマルション爆薬を得る。次いでこの油中水滴型エマルション爆薬を押し出し成型機等で成型する。爆薬の形状については取り扱いやすい粒状であれば特に限定されるものではなく、球状、円柱、円盤状、角柱状等いずれでもよく、成型に使用する成型機によって任意な形に成型される。成型された油中水滴型エマルション爆薬では、その直径は好ましくは、３〜１０ｍｍ、その長さは好ましくは、３〜１５ｍｍ、その供給量は好ましくは、５〜３０ｋｇ／ｍｉｎ．、その嵩比重は好ましくは、０．６〜１．０である。成型された油中水滴型エマルション爆薬に付着防止剤をまぶすこともある。他の硝安系爆薬と同時に装填する際に、硝安系爆薬を含めた装填される爆薬の耐水性を保持させるため、粒状爆薬の供給比率は１０重量％以上、好ましくは２０重量％以上に設定される。
【００１６】
本発明で使用される硝安系爆薬は、粒状を呈しており機械装填が可能であればどのような爆薬でも使用できる。硝安系爆薬としては、例えば、ポーラスプリル硝酸アンモニウムと軽油等の燃料油を攪拌拡販混合して得られる通常の硝安油剤爆薬（ＡＮＦＯ爆薬）が使用可能である。目的に応じて硝安油剤爆薬に軽量化剤や増粘安定剤を混合した爆薬も使用できる。
【００１７】
本発明で使用される硝安油剤爆薬（ＡＮＦＯ爆薬）では、その嵩比重は好ましくは、０．６〜０．９、その供給量は好ましくは１０〜３０ｋｇ／ｍｉｎ．である。
【００１８】
本発明で使用される硝酸アンモニウムは、粉状、粒状、多孔質粒状いずれのタイプのものでも使用することが可能である。硝酸アンモニウムと爆薬を混合する場合には、混合する爆薬の酸素バランスを負にしたものを用い、発破後の残留ガス組成を改善する必要がある。
【００１９】
本発明で硝安系爆薬を用いる場合、粒状爆薬と硝安系爆薬の使用割合を重量比で表わすと、粒状爆薬：硝安系爆薬＝１００：０〜３０：７０の範囲となることが好ましい。  
【００２０】
本発明の爆薬装填方法では、２つ以上、好ましくは２つの爆薬を収容する容器を設け、１つの容器に油中水滴型エマルション爆薬を好ましくは、一粒当たりの平均重量が０．０３〜５ｇの粒状体に成型した粒状爆薬を入れ、他方の容器に硝安系爆薬又は硝酸アンモニウムを入れ、同時に装填するすることが好ましい。
【実施例】
【００２１】
本発明を実施例を挙げて詳しく説明するが、本発明がこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２２】
実施例１
直径が５ｍｍ、長さが６ｍｍに成型された油中水滴型エマルション爆薬（嵩比重：０．６５）の供給量を１５ｋｇ／ｍｉｎ．（圧力容器内の圧力：０．２ＭＰａ、別系統の圧縮空気の圧力：０．２ＭＰａ）に設定し、外径２９ｍｍ、内径２４ｍｍ、長さ３０ｍの装填ホースを接続した空気装填機及び、ＡＮＦＯ爆薬（嵩比重：０．８５）の供給量を１５ｋｇ／ｍｉｎ．（圧力容器内の圧力：０．２ＭＰａ、別系統の圧縮空気の圧力：０．２ＭＰａ）に設定し、外径１９ｍｍ、内径１３ｍｍ、長さ３０ｍの装填ホースを接続した空気装填機のそれぞれからのホースを、内径５２．９ｍｍ、長さ１ｍの鋼管に挿入し、同時に装填して乾燥孔及び水孔での爆轟速度の測定を実施した。爆薬混合物１００ｇを内径３０ｍｍの紙管に入れ、弾動振子試験を実施した。なお、弾動振子試験は、日本火薬学会規格ＥＳ−４５に従って行なった。以下の実施例、比較例においても同様である。 
【００２３】
実施例２
直径が５ｍｍ、長さが６ｍｍに成型された油中水滴型エマルション爆薬（嵩比重：０．６５）の供給量を１５ｋｇ／ｍｉｎ．（圧力容器内の圧力：０．２ＭＰａ、別系統の圧縮空気の圧力：０．２ＭＰａ）に設定した爆薬容器とＡＮＦＯ爆薬（嵩比重：０．８５）の供給量を１５ｋｇ／ｍｉｎ．（圧力容器内の圧力：０．２ＭＰａ、別系統の圧縮空気の圧力：０．２ＭＰａ）に設定した爆薬容器を容器下部の出口で接続し、外径２９ｍｍ、内径２４ｍｍ、長さ３０ｍの装填ホースを接続し、内径５２．９ｍｍ、長さ１ｍの鋼管に装填して乾燥孔及び水孔での爆轟速度の測定を実施した。爆薬混合物１００ｇを内径３０ｍｍの紙管に入れ、弾動振子試験を実施した。
【００２４】
実施例３
直径が５ｍｍ、長さが６ｍｍに成型された油中水滴型エマルション爆薬（嵩比重：０．６５）の供給量を７ｋｇ／ｍｉｎ．（圧力容器内の圧力：０．１ＭＰａ、別系統の圧縮空気の圧力：０．２ＭＰａ）に設定した爆薬容器と硝酸アンモニウム（嵩比重：０．７５）の供給量を２０ｋｇ／ｍｉｎ．（圧力容器内の圧力：０．２ＭＰａ、別系統の圧縮空気の圧力：０．２ＭＰａ）に設定した爆薬容器を容器下部の出口で接続し、外径２９ｍｍ、内径２４ｍｍ、長さ３０ｍの装填ホースを接続し、内径５２．９ｍｍ、長さ１ｍの鋼管に装填して乾燥孔及び水孔での爆轟速度の測定を実施した。爆薬混合物１００ｇを内径３０ｍｍの紙管に入れ、弾動振子試験を実施した。
【００２５】
比較例１
直径が５ｍｍ、長さが６ｍｍに成型された油中水滴型エマルション爆薬（嵩比重：０．６５）の供給量を１５ｋｇ／ｍｉｎ．（圧力容器内の圧力：０．２ＭＰａ、別系統の圧縮空気の圧力：０．２ＭＰａ）に設定し、外径２９ｍｍ、内径２４ｍｍ、長さ３０ｍの装填ホースを接続した空気装填機を用いて、内径５２．９ｍｍ、長さ１ｍの鋼管に装填して乾燥孔及び水孔での爆轟速度の測定を実施した。爆薬混合物１００ｇを内径３０ｍｍの紙管に入れ、弾動振子試験を実施した。
【００２６】
比較例２
ＡＮＦＯ爆薬（嵩比重：０．８５）の供給量を１５ｋｇ／ｍｉｎ．（圧力容器内の圧力：０．２ＭＰａ、別系統の圧縮空気の圧力：０．２ＭＰａ）に設定し、外径２９ｍｍ、内径２４ｍｍ、長さ３０ｍの装填ホースを接続した空気装填機を用いて、内径５２．９ｍｍ、長さ１ｍの鋼管に装填して乾燥孔及び水孔での爆轟速度の測定を実施した。爆薬混合物１００ｇを内径３０ｍｍの紙管に入れ、弾動振子試験を実施した。
【００２７】
表１に実施例１、実施例２、実施例３、比較例１、比較例２の爆轟速度、弾動振子の結果を示す。
【００２８】
表１
実施例１           実施例２           実施例３
混合爆薬の重量比          ５０／５０         ５０／５０         ２６／７４
（粒状爆薬／ＡＮＦＯ爆薬）                              
爆轟速度（ｍ／ｓ）      
乾燥孔                   ３２７８           ３３１９           ２７５４
水孔                   ３１２４           ３２０７           ２８０３
弾動振子（ｍｍ）               ６１               ６２               ６４
比較例１           比較例２
混合爆薬の重量比         １００／０          ０／１００
（粒状爆薬／ＡＮＦＯ爆薬）    
爆轟速度（ｍ／ｓ）
乾燥孔                   ３７３２           ２７６９
水孔                   ３６５４             不爆
弾動振子（ｍｍ）               ５６               ６５
【００２９】
表１に示すように、水孔等のような使用制限を受ける爆薬でも、耐水性を有する他の爆薬と同時に装填することで有効に使用することができ、且つ爆薬の性能を向上させることも可能であることが明白である。